4. 速度变化快慢的描述——加速度学习目标知识脉络1.理解加速度的物理意义、定义式、单位.2.知道vt图像中斜率的含义,会用vt图像求加速度.3.理解加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,会根据速度和加速度的方向关系判断运动性质.(重点)4.掌握速度、速度变化量和速度变化率的区别,并在生活中准确地使用加速度的概念.(重点、难点)加速度[先填空]1.定义:速度的改变量Δv与发生这一改变所用时间Δt的比值.用a表示.2.公式:a=Δv Δt .3.单位:在国际单位制中为米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2.4.方向:加速度是矢量,它不仅有大小而且有方向,加速度的方向跟速度变化的方向相同.5.物理意义:表示运动物体速度变化快慢的物理量;加速度在数值上等于单位时间内的速度变化.[再判断]1.速度大,加速度可能为零.(√)2.速度变化大,加速度一定大.(×)3.加速度的大小与速度的大小无关.(√)4.物体A的加速度为2 m/s2,B的加速度为-3 m/s2,则A的加速度大于B的加速度.(×)[后思考]1.“我国的新型战斗机歼20飞得很快.”“小轿车比公交车起步快.”以上两句话中的“快”的含义各是什么?图141【提示】第一个“快”指战斗机的速度大,运动得快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的加速度大,即小轿车比公交车速度增加得快.2.速度的变化量Δv等于末速度v与初速度v0的大小之差,这种说法对吗?【提示】公式Δv=v-v0中各量都是矢量,只有物体做直线运动时,才可以应用代数运算计算Δv.[合作探讨]如图142为猎豹、蜻蜓、歼20战斗机的运动图像甲乙丙图142图甲中猎豹捕食时能在4 s内速度由零增加到30 m/s.图乙中以9 m/s的速度运动的蜻蜓能在1 s内停下来.图丙中歼20战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行.试结合以上情景分析:探讨:(1)哪一个物体的速度最大?(2)哪一个物体的速度变化量最大?(3)哪一个物体的加速度最大?(4)蜻蜓的加速度和猎豹的加速度符号相反说明什么问题?【提示】(1)歼20战斗机的速度最大.(2)猎豹的速度变化量最大,为30 m/s.(3)猎豹的加速度为a1=Δv1Δt1=30-04m/s2=7.5 m/s2蜻蜓的加速度为a2=Δv2Δt 2=0-91m/s2=-9 m/s2歼20战斗机速度不变,加速度为零,故蜻蜓的加速度最大.(4)符号不同表明两者的加速度方向与速度方向关系不同,猎豹的加速度为正值,加速度与速度同向,猎豹做加速运动;蜻蜓的加速度为负值,加速度与速度方向相反,蜻蜓做减速运动.【答案】(1)歼20战斗机(2)猎豹(3)蜻蜓(4)见解析[核心点击]1.加速度的理解加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值,在数值上等于单位时间内速度的变化量,即速度的变化率.2.速度、速度变化量、加速度的比较关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )A.速度变化得越多,加速度就越大B.速度变化得越快,加速度就越大C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小【解析】 “速度变化得越多”是指Δv 越大,若所用时间t 也很大,则Δv Δt就不一定大,故A 错;“速度变化得越快”是指速度的变化率Δv Δt越大,即加速度a越大,B 正确;加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v =0以后就反向运动,如竖直向上抛出的物体,故C 错;物体在运动过程中,若加速度方向与速度方向相同,尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到加速度a =0时,速度就达到最大了,故D 错.【答案】 B[迁移1] (多选)由a =Δv Δt可知( )【导学号:96332014】A .a 与Δv 成正比B .物体加速度大小由Δv 决定C .a 的方向与Δv 方向相同 D.ΔvΔt叫速度变化率,就是加速度 【解析】 速度变化量大,加速度不一定大,加速度a 与速度变化量不成正比关系,故A 、B 错误;根据a =Δv Δt知,加速度的方向与速度变化量的方向相同,故C 正确;根据a =Δv Δt知,加速度等于速度的变化率,故D 正确.【答案】 CD[迁移2] 篮球以6 m/s 的速度竖直向下碰地面,然后以4 m/s 速度竖直向上反弹,碰地的时间为0.2秒.【导学号:96332015】(1)求篮球在这0.2秒内的速度变化量Δv;(2)有的同学这样计算球的加速度:a=v2-v1t=4-60.2m/s2=-10m/s2.他的方法对吗?为什么?正确的方法如何?【解析】(1)以向下为正方向,所以Δv=v2-v1=-4 m/s-6 m/s=-10 m/s负号表示Δv的方向向上.(2)不对.他没有注意速度的方向.正确解法为:以向下为正方向,v1=+6 m/s,v2=-4 m/s,加速度为a=Δvt=-100.2m/s2=-50 m/s2负号表示加速度方向与正方向相反,即向上.【答案】(1)-10 m/s 方向向上(2)见解析关于速度、速度变化量、加速度的五点提醒1.速度大,速度变化量、加速度不一定大.2.速度变化量大,加速度、速度不一定大,它们之间无直接关系.3.加速度大,速度不一定大.4.加速度的方向与速度变化量的方向一定相同.5.加速度的大小等于速度的变化率.但与Δv和Δt其中的任何一个因素均无关.加速度的大小决定于力的大小(第4章学习)[先填空]1.在直线运动中,速度变化量Δv=v-v0的方向可能与初速度v0相同,也可能相反.2.(1)加速直线运动:加速度方向与初速度方向相同.(2)减速直线运动:加速度方向与初速度方向相反.[再判断]1.物体A的加速度为a A=2 m/s2,则物体做加速运动.(×)2.B的加速度为a B=-3 m/s2,则物体可能做加速运动.(√)3.某物体的加速度为-1 m/s2,初速度为-2 m/s,则该物体做加速运动.(√)[后思考]1.直线运动中,加速度为负值,物体一定做减速运动吗?【提示】物体做加速还是减速运动,取决于速度与加速度的方向关系,而不是取决于加速度的正负.2.若物体的加速度逐渐减小,速度一定减小吗?若物体的加速度逐渐增大,速度一定增大吗?【提示】不一定.若加速度a与初速度v0同向,则物体做加速直线运动,这时若a逐渐减小,只是说明v增加得慢了;若加速度a与初速度v0反向,则物体做减速直线运动,这时若a逐渐增大,只是说明v减小得快了.[合作探讨]探讨1:做直线运动的火车,在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s,那么火车在40 s内速度的变化量是多少?火车的加速度是多少?加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系?【提示】Δv=20 m/s-10 m/s=10 m/s,为正值,说明Δv的方向与速度v的方向相同.a=ΔvΔt=10 m/s40 s=0.25 m/s2,也为正值,说明a的方向与v方向相同.故加速度的方向与速度变化量的方向相同.探讨2:汽车紧急刹车时,在2 s内速度从10 m/s减小到0,汽车2 s内速度的变化量是多少?加速度是多少?加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系?【提示】Δv=0-10 m/s=-10 m/s,为负值,说明Δv的方向与速度v 的方向相反.a=ΔvΔt=-10 m/s2 s=-5 m/s2,也为负值,说明a的方向与v的方向相反,但加速度的方向与速度变化量的方向相同.[核心点击]判断物体是加速运动还是减速运动的两种方法1.根据vt图像判断2.根据v与a的方向的关系判断(1)a和v0同向→加速运动→⎩⎪⎨⎪⎧a不变,v均匀增加a增大,v增加得越来越快a减小,v增加得越来越慢(2)a和v0反向→减速运动→⎩⎪⎨⎪⎧a不变,v均匀减小a增大,v减小得越来越快a减小,v减小得越来越慢一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,a值不断减小直至为零的过程中,质点的( ) A.速度不断减小,位移不断减小B.速度不断减小,位移继续增大C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值【解析】由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量变小,即逐渐增加的慢了;当a=0时,速度达到最大值,此后以该最大速度做匀速直线运动,位移不断增大,C正确.【答案】 C[迁移3] 根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( )A.v0>0,a<0,物体做加速运动B.v0>0,a>0,物体做减速运动C.v0<0,a>0,物体做加速运动D.v0<0,a<0,物体做加速运动【解析】v0>0,a<0,a与v方向相反,物体做减速运动,A错误;v0>0,a>0,a与v方向相同,物体做加速运动,B错误;v0<0,a>0,a与v方向相反,物体做减速运动,C错误;v0<0,a<0,a与v方向相同,物体做加速运动,D正确.【答案】 D[迁移4] (多选)某物体沿直线运动,其vt图像如图143所示,则下列说法中正确的是( )【导学号:96332016】图143A.前3 s内速度与加速度方向相同,物体做加速运动B.第5 s内速度与加速度方向相反,物体做减速运动C.第6 s内速度与加速度方向相同,物体做加速运动D.第6 s内速度与加速度方向相反,物体做减速运动【解析】前3 s内速度随时间均匀增大,故物体做加速运动,速度与加速度同向,A正确.第5 s内速度随时间减小,速度与加速度反向,物体做减速运动,B正确.第6 s内速度随时间增大,速度与加速度同向,物体做加速运动,D错误、C正确.【答案】ABC判断速度变化规律的方法1.判断物体速度的大小变化,不必去管加速度的大小和变化,只需看加速度的方向与速度的方向是否相同.若加速度与速度的方向相同,则物体一定做加速直线运动;否则,物体一定做减速直线运动.2.判断物体速度变化的快慢,只需看加速度的大小,不用去管加速度的方向或速度的大小.物体的加速度大,则表明物体的速度变化较快,加速度小,则表明物体的速度变化较慢.。